Tegangan AC 1 Fasa Set. Terkendali Dengan SCR Dan Dioda [PDF]

Citation preview

LAPORAN LABORATORIUM SISTEM KENDALI SEMESTER VI NOMOR TUGAS



: 01



NAMA TUGAS



: TEGANGAN AC SATU FASA SETENGAH TERKENDALI DENGAN SCR DAN



DIODA KELAS



: TL 6B



GROUP



: 01



NAMA PRAKTIKAN



: KINTAN SALSABILA



(1803311054)



NAMA KELOMPOK



: FACHMI ADAM M.



(1803311017)



HASWINDA TANGGAL PRAKTIKAN



: 29 Maret 2021



TANGGAL PENGUMPULAN : 05 April 2021



NILAI:



PROGRAM STUDI TEKNIK LISTRIK JURUSAN TEKNIK ELEKTRO POLITEKNIK NEGERI JAKARTA



(1803311021)



I.



TUJUAN



Setelah melakukan percobaan ini, mahasiswa diharapkan mampu: 1. Membuat rangkaian daya dan rangkaian kontrol untuk pengaturan



tegangan AC satu fasa setengah terkendali. 2. Mengatur tegangan AC satu fasa melalui pengaturan sudut



penyulutan SCR. 3. Menggambarkan bentuk gelombang tegangan AC satu fasa



berdasarkan sudut penyulutan SCR. 4. Menentukan nilai tegangan AC satu fasa berdasarkan sudut



penyulutan SCR. 5. Menggambarkan karakteristik pengaturan tegangan AC satu fasa



berdasarkan sudut penyulutan SC. 6. Menggambarkan karakteristik pengaturan tegangan AC tiga fasa



berdasarkan jenis beban. II.



PENDAHULUAN



Pengendaian tegangan AC dapat diklasifikasikan menjadi 2 jenis metode pengendalian, yaitu : 1. Semi terkontrol (Setengah Terkendali) menggunakan SCR dan



diode. 2. Terkontrol penuh (Terkendali Penuh) menggunakan SCR atau



TRIAC. Pada praktikum pengendalian tegangan AC satu fasa dapat dilakukan dengan



berbagai



macam



metode



konfigurasi.



Salah



satunya



pengaplikasian thyristor (SCR) dan dioda yang dihubung secara paralel. Untuk memperoleh pengendalian tegangan AC setengah gelombang terkendali. Silicon Controlled Rectifier atau sering disingkat dengan SCR adalah dioda yang memiliki fungsi sebagai pengendali. SCR adalah dioda yang memiliki 3 kaki Terminal. Kaki Terminal ke-3 pada SCR tersebut dinamai dengan Terminal “Gate” atau “Gerbang” yang berfungsi sebagai pengendali (Control), dengan menyulut (trigger) SCR



menggunakan rangkaian kontrol dengan mengatur besar potensio. Sedangkan kaki lainnya sama seperti dioda pada umumnya yaitu Terminal “Anoda” dan Terminal “Katoda”.



Gambar 2.1 Diagram SCR



Dioda (diode) yaitu komponen elektronika aktif yang terbuat dari bahan semikonduktor dan punya fungsi buat menghantarkan arus listrik ke satu arah, tapi menghambat arus listrik dari arah sebaliknya. Prinsip kerja dari anode berdasarkan teknologi pertemuan positif dan negative semikonduktor. Jadi, anode bisa menghantarkan arus litrik dari anoda menuju katoda, tapi kalo sebaliknya katoda ke anoda.



Gambar 2.2 Diagram Dioda III.



DASAR TEORI



Thyristor



merupakan



komponen



elektronika



dengan



bahan



semikonduktor, terdiri dari tiga terminal dengan 4 lapisan (p dan n junction) dengan karakteristik saat kondisi ON, dapat mengendalikan arus maupun tegangan pada rangkaian. Pengaplikasin SCR (silicon controlled rectifier) pada rangkaian, digunakan sebagai komponen pengendali yang banyak digunakan pada pengendalian rangkaian daya , pengendalian beban terhadap perubahan (switching) kondisi ON dan OFF, serta mengendalikan variabel waktu untuk mengatur kondisi ON pada rangkaian.



Pengaplikasian dioda pada rangkaian, digunakan untuk menerus arus dengan arus searah dan dapat menahan arus berbalik arah/ tidak searah dalam rangkaian. Pada praktikum pengendalian tegangan AC setengah terkendali, dengan arus listrik mengalir pada rangkaian menuju katoda diode. Sehingga, potensial katoda lebih positif dibandingkan potensial anoda. Menghasilkan setengah gelombang yang terkendali pada saat bias maju atau forward bias.



Gambar 3.2 Karakteristik Pengendalian Tegangan AC Setengah Terkendali Berdasarkan karakteristik gelombang rangkaian penyearah gelombang setengah terkendali dapat menjadi alternif sebagai converter pada perangkat dengan tegangan sumber AC yang disesuaikan spesifikasi terlebih dahulu. Seperti pada pengendalian kinerja motor induksi dengan sumber tegangan AC. Sifat orde 1 dengan pengendalian arus motor induksi, dapat dilakukan pengendalian terhadap



beban.



Kemudian, mempengaruhi kecepatan dengan pengaturan rotor terhadap tegangan. Sehingga, tidak menimbulkan keterlamabatan kerja motor (delay=0). Namun, pengendalian tegangan AC sebagai penyearah dengan penggunaan beban resistif dan induktif memiliki kekurangan yaitu timbulnya harmonisa yang menyebabkan arus pada rangkaian tertinggal dari tegangan (lagging). Menimbulkan penurunan faktor daya atau cos phi. Oleh karena itu, pada sistem tenaga listrik diperlukan filter harmonisa atau kapasitor bank. Pada praktikum pengendalian tegangan AC satu fasa setengah terkendali. Dapat dianalisa karakteristik tegangan dan arus dengan



beban resistif dan induktif yang terpasang dalam rangkaian. Dengan mengatur sudut penyulutan terhadap tegangan AC sebagai sumber tegangan pada rangkaian. IV.



DIAGRAM RANGKAIAN



Gambar 4.1 Rangkaian Pengendali Tegangan AC terhadap SCR dan Dioda



Gambar 4.2 Rangkaian Kontrol Penyulutan (Trigger) terhadap Sudut Penyulutan SCR



V.



PROSEDUR PERCOBAAN a. Buatlah rangkaian daya seperti pada Gambar 1.4 dan rangkaian kontrol seperti pada Gambar 1.5, untuk mengatur tegangan AC satu fasa pada beban resistif (lampu pijar).



b. On-kan sumber tegangan 110V dan operasikan osiloskop, aturlah agar kedua garis (CH1 dan CH2) berada pada posisi nol. c. Setting osloskop sebagai berikut: Pilih time sebesar 5ms, tekan CH1 dan pilih current (sebagai pengukur arus) dengan setting probe x1, lalu tekan CH2 dan pilih voltage (sebagai pengukur tegangan) dengan setting probe x10. Pasangkan flashdisk (4-16GB) pada osloskop untuk menyimpan gambar hasil pengaturan tegangan AC satu fasa. d. On-kan sumber tegangan 3 fasa, lalu on-kan sumber tegangan 220V. e. Atur potensiometer untuk memperoleh sudut penyulutan SCR ( ) = 0o f. Simpanlah gambar yang diperoleh dengan menekan tombol save pada osiloskop g. Lakukan seperti langkah e dan f untuk sudut penyulutan SCR: 30o , 45o , 60o , 75o , 90o , 105o , 120o , 135o , 150o , 165o dan 180o h. Off-kan sumber tegangan 3 fasa, lalu off-kan sumber tegangan 220V, osiloskop biarkan tetap menyala i. Gantilah beban resistif (lampu pijar) dengan beban induktif pada Gambar 1.6b (seri dua buah ballast) j. Lalu lakukan seperti pada langkah d-h k. Gantilah beban induktif dengan beban RL (atau motor satu fasa) seperti pada Gambar 1.6b l. Lalu lakukan seperti pada langkah d-h VI.



PERALATAN YANG DIGUNAKAN Peralatan Komponen rangkaian : a. 1 Transformer b. 1 Fuse (tipe cepat) c. 1 Dioda silicon d. 1 Thyristor (SCR) e. 1 Beban R, L f. 1 Power supply unit +/- 15 g. 1 Control unit h. 1 Set Point potensiometer



Instrumen pengukur : a. 1 Osiloscope dual channel Kelengkapan yang lain : a. 1 Papan percobaan b. 2 Probe 250 MHz, 1:1/ 10:1 c. 1 set kabel penghubung 1.mm VII.



HASIL PERCOBAAN VII.1



Rangkaian Pengendalian Tegangan AC



Setengah Terkendali dengan SCR dan Dioda terhadap Penggunaan Beban Lampu Indikator. α = 0˚



α = 30˚



α = 45˚



α = 60˚



α = 75˚



α = 90˚



α = 105˚



α = 120˚



α = 135˚



α = 150˚



α = 165˚



α = 180˚



Pada rangkaian pengendalian tegangan AC setengah terkendali dengan SCR dan dioda terhadap penggunaan beban lampu indikator. Dapat diamati beban lampu indikator menyala (redup) dengan tegangan AC setengah terkendali.



VII.2



Rangkaian Pengendalian Tegangan AC



Setengah Terkendali dengan SCR dan Dioda terhadap Penggunaan Beban Induktor 50mH. α = 0˚



α = 45˚



α = 90˚



α = 180˚



Pada rangkaian pengendalian tegangan AC setengah terkendali dengan SCR dan diode terhadap penggunaan beban induktif 50mH. Dapat diamati pada osiloskop, tegangan AC mendahului arus sebesar 90˚ (lagging). VII.3



Rangkaian Pengendalian Tegangan AC



Setengah Terkendali dengan SCR dan Dioda terhadap Penggunaan Beban Resistor 33.33Ω, dan Induktor 100mH yang Dihubung Secara Seri. α = 0˚



α = 45˚



Pada rangkaian pengendalian tegangan AC setengah terkendali dengan SCR dan dioda terhadap penggunaan beban resistor 33.33Ω dan 100mH yang dihubungkan secara seri. Dapat diamati pada osiloskop, tegangan AC mendahului arus (lagging). VII.4



Rangkaian Pengendalian Tegangan AC



Setengah Terkendali dengan SCR dan Dioda terhadap Penggunaan Beban Resistor 1Ω dan Resistor 33,33Ω. α = 30˚



α = 45˚



α = 60˚



α = 75˚



α = 90˚



α = 105˚



α = 120˚



α = 135˚



α = 150˚



α = 180˚



VIII. TUGAS PERTANYAAN IX.



ANALISA PERCOBAAN



X.



KESIMPULAN



α = 165˚